专题 物体的内能、能量守恒、热力学定律《分子热运动》
内能及能量守恒定律试题及解答汇总
第二章内能及能量守恒定律概念：（一）物体的内能：1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，也叫做物体的热力学能。
2．任何物体都具有内能，因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成。
3．决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定；（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。
4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能：①外界对物体做功，物体的内能增加；②物体对外界做功，物体的内能减少；③做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。
（二）能量守恒定律：1、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
另一种表述：第一类用动机是不可能制成的。
2、能量守恒定律的历史意义．3、能的转化和守恒是自然界的普遍规律，违背该定律的永动机是永远无法实现的。
它是没有条件的。
4、物质的不同运动形式对应不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒。
5、理解：（1）某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。
（2）某个物体的能减小，一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。
例题分析【例1】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定 物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W ＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.【例2】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.【例3】关于物体内能，下列说法中正确的是〖〗A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】AC【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确的是〖〗A、物体对外做功，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变C、物体吸收热量，其内能必增加D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加【解析】B【变式二】对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是〖〗 A．热量和功由过程决定，而内能由状态决定B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大物体含有的热量多【解析】A【例4】下列说法正确的是〖〗A、第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B、自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C、自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化【解析】CD【自我检测】一：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大8．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变9．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek，分别是( )A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 JC．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J10．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小二、非选择题1．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.2．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？3．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？一、选择题1、解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2、解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3、解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4、解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5、解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6、解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．7、解析：选ADE.A选项，p、V不变，则T不变，气体的内能不变，故选项A正确．B选项，内能不变，温度不变，p、V可能变，选项B错误．C选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C错误．D选项，气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确．E选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E正确．8、解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．9、解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．10、解析：选 A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A 正确．二、非选择题1、解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd2·vt ·ρ， 风的动能Ek ＝12mv2＝18πd2v3t ρ. 根据题意：18πd3v2t ρ×50%×80%＝mgh. 则m t ＝πd2ρv320gh. 答案：πd2ρv320gh2、解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J ．即ΔU ′＝－160 J ，又Q ′＝－240 J ，根据热力学第一定律得：ΔU ′＝W ′＋Q ′∴W ′＝ΔU ′－Q ′＝－160 J －(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功 80 J3、解析：设在时间Δt 内，有ΔV 的水通过水利枢纽，则：Q ＝ΔV Δt，ΔV ＝Q Δt 减少的重力势能ΔEp ＝mgh ＝ΔV ρgh ＝Q Δt ρgh发电机的功率：P＝ΔEpηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)4、解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．2．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能E k，分别是( )A．U＝200 J，E k＝600 J B．U＝600 J，E k＝200 JC．U＝600 J，E k＝800 J D．U＝800 J，E k＝200 J解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：E k＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．3．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析【自我检测】二：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( ) A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC ．温度降低，内能增加600 JD ．温度降低，内能减少200 J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝800 J ＋(－200 J)＝600 J ，ΔU 为正表示内能增加了600 J ，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A 正确．7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B ．若气体的内能不变，其状态也一定不变C ．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E ．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADE.A 选项，p 、V 不变，则T 不变，气体的内能不变，故选项A 正确．B 选项，内能不变，温度不变，p 、V 可能变，选项B 错误．C 选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C 错误．D 选项，气体温度每升高1 K 吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D 正确．E 选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E 正确．二、非选择题8．风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为d 的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h 的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m ＝________.解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd 2·vt ·ρ， 风的动能E k ＝12mv 2＝18πd 2v 3t ρ. 根据题意：18πd 3v 2t ρ×50%×80%＝mgh . 则m t ＝πd 2ρv 320gh. 答案：πd 2ρv 320gh9．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J ，并对外做功120 J ，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J．即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′∴W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J10．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)解析：设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝ΔVΔt，ΔV＝QΔt减少的重力势能ΔE p＝mgh＝ΔVρgh＝QΔtρgh发电机的功率：P＝ΔE pηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)答案：见解析【自我检测】三：1．关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量一定不可能从低温物体传给高温物体解析：选AC.在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，而热量只能自发地从高温物体传给低温物体．2．对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( )A．系统的总熵只能增大或不变，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC.根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少可知，A对，B错．根据热力学第二定律的微观解释可知，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以C对，D错．3．第二类永动机不可能制成，这是因为( )A．它违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不可能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：选D.第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化过程中，有些过程是不可逆的规律，所以不可能制成，故选D.4．热力学第二定律常见的表述有两种．第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图4－3－4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________．图4－3－4解析：示意图如图所示．答案：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．一、选择题1．(2011年廊坊高二检测)热力学第二定律指出( )A．不可能使热量由低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．热机效率η≤1D．大量分子参与的宏观过程具有方向性解析：选D.热力学第二定律指出，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，故A错，B也错．热机效率要小于1，不能等于1，C也错．一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，D对．2．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析：选CD.热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以答案C、D正确．3．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析：选D.第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A 错；据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C 错误；做功和热传递都可改变物体内能．但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确．4．在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化是( )A．不变B．可能增大或减小C．总是增大D．总是减小解析：选C.根据熵增加原理可知，任何孤立系统熵是增加的，故C正确．5．根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能解析：选BD.根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地(不需要外界帮助)从低温物体传到高温物体．借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”(氟利昂等)做功，把热量从冰箱内部(低温物体)传向外部(高温物体)达到制冷目的的，故选项A错误，B正确．机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，选项D正确．6．对热力学第二定律，下列理解正确的是( )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析：选B.由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C错；第二类永动机并不违反能量守恒，却违背了自然界涉及热现象宏观过程的方向性，故A、D错，B正确．7.如图4－3－5所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁接触光滑，但不漏气，现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，气体膨胀对外做功．已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )。
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律(附答案解析)
2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律
【2023高考课标解读】
1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.
2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.
3.掌握能量守恒定律及其应用．
【2023高考热点解读】
一、热力学第一定律
1．改变物体内能的两种方式
(1)做功；(2)热传递。
2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(2)表达式：ΔU＝Q＋W。
3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则
物理量W QΔU
＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加
－物体对外界做功物体放出热量内能减少
二、热力学第二定律的理解
1．热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。
2．用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(选填“增大”或“减小”)。
3．热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
三、能量守恒定律和两类永动机
1．能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
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高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。
内能、能量守恒定律
内能、能量守恒定律编稿：陈素玉审稿：李建宁责编：郭金娟学习内容：内能、热力学第一定律、热力学第二定律、能量守恒定律。
学习目标：1．掌握内能的概念及物体的内能与温度和体积的关系。
2．能够区别物体的内能和机械能。
3．掌握热力学第一定律及其应用。
一．分子的动能1．定义：分子由于做无规则热运动所具有的能。
分子动能是由于分子做无规则热运动而引起的，与物体的动能是完全不同的两回事。
例：静止在地面上的足球，若以地面做参照物，它没有机械运动，因而动能为零。
但是组成足球的大量分子仍然具有分子动能，因为它们都在做永不停息的无规则运动。
物体的动能属于机械能，它只与物体的机械运动有关，而分子的动能仅仅取决于分子的无规则运动，与物体运动与否无关。
2．分子的平均动能因为分子的运动是无规则的，所以每个分子的速度大小及方向都不同，因而每个分子的动能不会相同。
同时由于分子之间的碰撞，物体内部各个分子的运动速度是时刻变化的，要想求出每个分子的动能是不可能的，也没有必要。
但我们关心的不是每个分子的动能，而是所有分子热运动动能的平均值，叫平均动能—即人们研究的是大量分子所表现出来的集体行为，而不是个别分子的运动情况，为此才建立起统计方法。
即：各分子动能的平均值称为分子的平均动能。
3．温度温度表示大量分子做无规则热运动的剧烈程度。
温度越高，分子的热运动越剧烈，表现出来就是分子的平均动能增加。
∴温度是大量分子做无规则热运动的平均动能的标志。
注：温度是大量分子热运动的集中表现，只含有统计意义，对于个别分子来说，温度是没有意义的。
二．分子势能1．特点(与重力势能、弹性势能类比)(1)分子势能与分子力做功密切相关，并且分子力做功也有与路径无关的性质。
(2)分子势能是由分子间的相对位置决定的。
(3)分子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增大。
(4)分子势能属于相互作用的整个系统。
例：两个分子间的势能属于两个分子所共有，n个分子间分子势能则属于n个分子所共有。
热光原部分知识点总结
高三物理——热学光学原子物理（知识清单在手，高考18分拿下，请珍藏！！！）分子动理论一、物质是由大量分子构成的。
1、分子直径的数量级是10-10m ．2、阿伏加德罗常数是联系微观量与宏观量的桥梁颗粒越小，布朗运动越剧烈。
3．温度越高，分子热运动越剧烈。
（并非每个分子的速率都增加）热力学第一定律热力学第一定律的表达式：W Q U +=∆注意：外界对系统做功，W 取正；系统对外界做功， W 取负．系统从外界吸热，Q 取正；系统向外界散热，Q 取负．系统内能增加，U ∆取正；系统内能减少，U ∆取负．物体的质量 物体的体积 物质的量n 摩尔质量 摩尔体积 阿伏加德罗常数N A 分子的质量 分子的体积一、折射 折射定律：n ＝r i sin sin ＝cv光是一种粒子光是一种波干涉衍射偏振光是一种横波光是一种电磁波麦克斯韦的预言赫兹的电火花实验 光子说 光电效应 光是一种概率波 光具有波粒二象性实物粒子也具有波粒二象性德布罗意的物质波二、全反射达到全反射的动态过程：（随入射角的增大，折射光减弱，反射光增强）条件：⑴光由光密介质射向光疏介质；⑵入射角大于等于临界角。
临界角：当入射角等于临界角时，折射角等于90°。
sin90°sin C＝n→sin C＝1n→C＝arcsin1n三、干涉1、双缝干涉条件：频率相同的两束光图样：明暗相间的等距条纹条纹间距：相邻亮条纹中心间距条纹间距决定式：Δx＝ldλ（d：双缝间距，l；双缝到光屏距离）2、薄膜干涉应用：①增透膜：反射减弱，透射增强；2d＝(2k＋1)λ2，通常k取0，即2d＝λ2。
注意λ是膜中波长，比真空中波长小。
②检测光学表明平整度：四、衍射明显衍射的条件：障碍物或者狭缝的尺度跟波长差不多，甚至更小。
单缝衍射图样与双缝干涉图样的比较：双缝干涉图样条纹间距相等；单缝衍射图样中间条纹宽且亮，两侧窄且暗。
五、偏振：说明光是一种横波。
应用：偏振光镜头，液晶显示器，立体电影，汽车消光六、激光特性：相干性好、平行度好、亮度高肥皂液膜明暗明Δx Δx Δx Δx Δx Δx ΔxΔx Δx Δx Δx Δx Δx七、电磁波1、麦克斯韦的电磁场理论： （1）变化的磁场产生电场均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。
初中应用物理知识竞赛专题讲义-专题13 热和能
初中应用物理知识竞赛专题讲座13专题十三热和能【重点知识解读】1.分子动理论三个论点：一切物质都是由大量分子组成；一切物质的分子都是在永不停息地做无规则的热运动；分之间同时存在引力和斥力。
2.物体内部所有分子运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
一切物体在任何情况下都有内能。
物体的内能与物体的温度和状态有关。
同一个物体状态不变时，温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，内能增加；同一物体，发生物态变化时温度不变，分子动能不变，吸收热量内能增加，放出热量内能减小。
3.发生热传递的条件是存在温度差。
热量总是自发的从高温物体传递给低温物体。
热传递的过程是内能的转移过程。
4.做功和热传递都可以改变物体的内能。
通过做功改变物体内能实质是其它形式的能量与内能的相互转化。
5.单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。
比热容是物质本身的一种属性，反映了物质吸热放热本领的强弱。
比热容与物质的质量、体积、温度无关。
6.燃料的热值q是指单位质量的燃料完全燃烧所放出的热量。
质量为m的燃料完全燃烧放出热量Q=qm。
7.能量守恒定律：自然界中各种形式的能量在一定条件下相互转化，但总量保持不变。
【竞赛知识拓展】热量的计算：Q=cm△t。
式中△t是物体温度的变化量。
热平衡方程：Q吸=Q放。
【经典竞赛题分析】例1. （上海物理竞赛）一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325Κ和320K。
假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。
忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。
那么，在金属盘的厚度变为2d而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为A．323K B．324K C．326K D．327K【参考答案】D例2.（上海市初中物理竞赛初赛试题）A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。
第七章 内能 能量守恒定律总复习
一．物体的内能 物体内所有分子动能的平均值 1．分子的平均动能：___________________ ， ___________是物体分子平均动能的标准。 2．分子势能：由相互作用的分子间相对位置决定 的能。当分子间距离小于r0时，随分子间距离的减少， 减小 分子势能__________；当分子间距离大于r0时，随分子 增加 间距离的增大，分子势能________________；当分子间距离 等于r0时，分子势能___________。 最小
第七章 内能 能量守恒定律总复习
一、内能(internal energy) １、分子的动能 （1）分子的动能：分子做无规则运动而具有的能。 （2）分子的平均动能：物体里所有分子动能的平 均值。 （3）温度是分子平均动能的标志 n 温度高，平均动能大；温度低平均动能越小。 与什么物质处于何种状态无关！
课堂小结
一、分子的动能 温度 n 1、分子热运动的平均动能 n 2、温度的微观含义 二、分子势能 n 1、分子势能产生的原因 n 2、分子势能与分子间距（r）的大小关系 n 3、分子势能跟物体的体积有关系 三、物体的内能 n 1、内能的组成 n 2、和内能有关系的两个宏观物理量------温度 体积 四、改变内能的两种方式 n 1、做功-----------内能改变多少用功的数值量度 n 2、热传递--------内能改变多少用热量来量度 n 3、做功和热传递对改变物体的内能是等效的
3．物体的内能：物体内___________的总和。 ①物体的内能由___________三个因素决定。 ②对于理想气体，由于分子力可忽略，故其内 能仅由___________决定。 ③内能和机械能是两种不同形式的能量，没有 直接关系，但可互相转化。
二．改变内能的两种方法 1．做功可以改变物体的内能。这种方式是 ______________________________________相互转化的过程。 内能与其他形式的能之间的 2．热传递也可以改变物体的内能，这种方式是 物体间内能的 _______________转移的过程。 热传递有三种方式：____________________。 传导、对流、辐射
物体的内能与热量
物体的内能与热量在物理学中，内能和热量是两个重要的概念。
内能是物体所具有的能量的总和，包括分子和原子的动能和势能。
热量则是指物体之间传递的能量，当物体之间存在温度差异时，热量会从高温物体传递到低温物体。
一、内能的概念和计算内能是物体所具有的能量的总和，包括物体的分子和原子的动能和势能以及其他宏观微观粒子的能量。
内能的计算公式为：E = K + U其中，E表示内能，K表示动能，U表示势能。
动能可以分为平动动能和旋转动能。
平动动能是物体由于直线运动而具有的能量，公式为：Kt = 1/2 * m * v^2其中，m为物体的质量，v为物体的速度。
旋转动能是物体由于旋转而具有的能量，公式为：Kr = 1/2 * I * w^2其中，I为物体的转动惯量，w为物体的角速度。
势能可以分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于位于高度而具有的能量，公式为：Ug = m * g * h其中，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。
弹性势能是物体由于形变而具有的能量，公式为：Us = 1/2 * k * x^2其中，k为弹性系数，x为物体的形变程度。
二、热量的传递和计算热量是指物体之间传递的能量，当物体之间存在温度差异时，热量会自高温物体传递到低温物体。
热量的传递方式包括传导、传热和辐射。
传导是指物体之间的接触传热，其中热量的传递方式有导热和对流。
导热是指物体内部的分子通过碰撞传递热量，而对流则是指液体或气体的分子通过自然对流或强制对流传递热量。
传热是指物体之间通过直接或间接的热传递方式传递热量。
直接传热包括对流、辐射等，间接传热通过传热介质如水、空气等介质传递热量。
辐射是指通过电磁波传递热量，不需要介质传递热量。
热量的计算公式为：Q = m * c * ΔT其中，Q表示热量，m表示物体的质量，c表示物体的比热容，ΔT表示物体的温度变化。
三、内能和热量的关系内能和热量之间存在一定的关系。
当物体吸收热量时，其内能会增加；当物体放出热量时，其内能会减少。
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专题二物体的内能·能量守恒·热力学定律●考点聚焦●1．分子热运动的动能。
温度是物体分子热运动平均动能的标志。
物体的分子势能。
物体的内能。
Ⅰ级要求2．做功和热传递是改变内能的二种方式。
热量，能量守恒定律。
Ⅰ级要求3．热力学第一定律。
热力学第二定律。
永动机的不可能。
绝对零度的不可达到。
Ⅰ级要求4．能源的开发和利用，环境保护。
Ⅰ级要求●基础知识落实●1．温度是表示物体的冷热程度，是物体分子运动平均动能的标志。
物体的温度升高，表明它的分子热运动平均动能增大。
3．物体内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，与物体的温度和体积以及物体的摩尔数有关。
4．改变物体内能的方法有两种：热传递和做功。
5．热力学第一定律关系式为ΔU =Q+W 。
注意正负符号。
第一类永动机是不能制成的。
6．热力学第二定律一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化。
这是按照热传导的方向性来表述的。
另一种表述是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。
这是按照机械能与内能转化过程的方向性来表述的，它也可以表述为：第二类永动机是不可能制成的。
知识点一、分子动能：1、分子的动能：（1）分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能①大量分子的运动速率不尽相同，以中等速率者占多数．（统计学原理）②在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子动能的平均值③由于分子永不停息地做无规则运动，所以不论温度高低，分子动能不会为零；（2）分子平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能．①平均动能是每个分子的动能而不是大量分子；②平均动能与物质种类无关，只与分子质量和平均速度（由温度决定）有关；③平均动能相同的分子其速度可能不同；（3）物体所含分子的总动能由两个因素决定：①分子的平均动能（由温度决定）②物体所含分子数目；【释例1】有甲、乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内平均速率大，则〖C〗A．甲气体温度，一定高于乙气体的温度B．甲气体温度，一定低于乙气体的温度C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度D．甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动的快【解析】A认为气体分子平均速率大，温度就高，这是对气体温度的微观本质的错误认识，气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关．本题涉及两种不同气体（即分子质量不同），它们的分子质量无法比较．因而无法比较两种气体温度的高低．故A、B错，C正确，速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D错．【点评】2．温度：（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．（2）微观含义：（即从分子动理论的观点来看）：温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大；温度越高，分子运动越激烈。
（3）同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．但由于不同物质的分子质量不一定相同．所以分子热运动的平均速率也不一定相同．（4）温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同．【释例1】质量相等的水、酒精和水银，如果它们的温度都是150C，那么〖D〗A．水分子的平均动能最大B．酒精分子的平均动能最大C．水银分子的平均动能最大D．三者分子的平均动能一样大【解析】【点评】①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲，温度无意义.②不同物质的物体，如果温度相同，则它们的分子平均动能相同，但它们的分子平均速率不同.③分子的平均动能与物体机械运动的速率无关.【释例2】关于分子的动能与物体温度的关系，下列说法正确．．的是〖ACD〗A．温度升高，分子的平均动能一定增大B．温度升高，每个分子的动能一定增大C．温度降低，有些分子的动能有可能增大D．温度降低，大多数分子的动能要减少【解析】【点评】知识点二、分子势能：1．分子势能：由于分子间存在相互作用力，并由它们的相对位臵决定的能叫做分子势能．2．分子力做功跟分子势能变化的关系（类同于重力做功与重力势能变化的关系）分子力做正功时，分子势能减少，分子力做负功时，分子势能增加．Array 3．决定分子势能的因素：（1）从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关．（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关．①一般选取两分子间距离很大（r>10r0）时，分子势能为零．②在r>r0的条件下，分子力为引力，当两分子逐渐靠近至r0过程中，分子力做正功，分子势能减小．在r<r0的条件下，分子力为斥力，当两分子间距离增大至r0过程中，分子力也做正功，分子势能也减小．③结论：当两分子间距离r=r0时，分子势能最小（且为负值）【释例1】关于分子势能以下说法正确．．的是〖B〗A．分子势能只由分子引力决定B．分子势能跟物体的体积有关C．物体体积增大时，分子势能一定增加D．物体体积减小时，分子势能一定减小【解析】【点评】【变式】用r表示两分子间的距离，E P表示分子势能，当r=r0时引力等于斥力，设两分子相距大于十倍的r0时，E P=0，则〖AB〗A．当r>r0时，E P随r的增大而增加B．当r<r0时，E p随r的减小而增加C．当r<r0时，E P不随r变化D．当r>r0时，E P=0【解析】【点评】知识点三、物体的内能：1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能．也叫做物体的热力学能．2．任何物体都具有内能．因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成．3．决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定．（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．【释例1】一定质量的00C的冰熔解成00C的水，其总的分子动能E K，分子热能E P，以及内能E的变化是〖C〗A．E K、E P、E均变大B．E K、E P、E均变小C．E K不变、E P变大、E变大D．E K不变、E P变小、E变小选题目的：理解内能、势能、动能的相互影响．【解析】冰熔解成水时，温度和质量没变，所以E k不变，又冰在熔解过程中要吸热，内能E增加，E P必定增加．4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能：①外界对物体做功，物体的内能增加②物体对外界做功，物体的内能减少．③做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少．（2）热传递可改变物体的内能：①热传递：没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递．②热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度的．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少．③热传递的三种方式：对流、传导、辐射。
（3）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的．（4）做功和热传递在本质上是不同的．做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）【释例1】（1994全国卷·3）金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是〖A〗A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外技活塞选题目的：做功快慢对内能的影响．【解析】物体内能的改变有两种方式，做功和热传递，而且两者是等效的．迅速向里推活塞，外界对气体做功，而且没来得及进行充分热交换，内能增加温度升高，如果达到燃点即点燃，故A 正确．迅速向外拉活塞气体对外做功，内能减小，温度降低，故B 错．缓慢向里推活塞，外界对气体做功，但由于缓慢推，可充分进行热交换无法确定温度情况，故C 错．同理D 错．外界做功时，如果物体同时向外传热，则其内能有可能不发生变化，金属制成的气缸是题中的一个隐含条件，金属是热的良导体，缸内气体与外界可发生热交换，缓慢向里推活塞，外界虽然做功，但金属气缸也会向外传热，气体温度虽会升高一些，但达不到柴油的燃点，只有迅速向里推活塞，金属气缸还来不及向外传热，气体内能急剧增加，温度升高，才有可能使缸内柴油达到燃点．【点评】【释例2】如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体( B )A 、做功可以增加物体的热量B 、做功可以改变物体的内能C 、做功一定会升高物体的温度D 、做功一定可以使物态发生变化【解析】【点评】【释例3】（2007广东物理·10）如图所示为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。
关于这个实验，下列说法正确．．的是（AC ） A ．这个装置可测定热功当量B ．做功增加了水的热量C ．做功增加了水的内能D ．功和热量是完全等价的，无区别【解析】水 绝热壁重物 搅拌叶片【点评】5、内能与热量的区别：内能是一个状态量，一个物体在不同的状态下有不同的内能，而热量是一个过程量，它表示由于热传递而引起的变化过程中转移的能量，即内能的改变量．如果没有热传递，就无所谓热量，但此时物体仍有确定的内能．例如，我们只能说“某物体在某温度时具有多少内能”而不能说“某物体在某温度时具有多少热量．”【释例1】关于物体内能，下列说法中正确．．的是〖AC〗A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】【点评】【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确．．的是〖B〗A、物体对外做功，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变C、物体吸收热量，其内能必增加D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加【解析】【点评】【变式二】对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确．．的是〖A〗A．热量和功由过程决定，而内能由状态决定B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大物体含有的热量多【解析】【点评】6、物体的内能跟机械能的区别：（1）能量的形式不同：物体的内能和物体的机械能分别跟两种不同的运动形式相对应，内能是由于组成物体的大量分子的热运动及分子间的相对位臵而使物体具有的能．而机械能是由于整个物体的机械运动及其与它物体间相对位臵而使物体具有的能．（2）决定能量的因素不同：内能只与（给定）物体的温度和体积有关，而与整个物体的运动速度路物体的相对位臵无关．机械能只与物体的运动速度和跟其他物体的相对位臵有关，与物体的温度体积无关．（3）一个具有机械能的物体，同时也具有内能；一个具有内能的物体不一定具有机械能．【释例1】关于内能和机械能下列说法正确．．的是（BD）A、机械能大的物体内能一定很大B、物体的机械能损失时内能可能增加C、物体的内能损失时机械能必然减少D、物体的机械能为零而内能不可为零【解析】机械能和内能是两种不同形式的能。